有机物,狭义上的有机化合物主要是由碳元素、氢元素组成,是一定含碳的化合物,但是不包括碳的氧化物(一氧化碳、二氧化碳)、碳酸,碳酸钙及其盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、金属碳化物、部分简单含碳化合物(如SiC)等物质。有机物结构是有机化学的核心,关键在于确定有机物分子式和结构式。更重要地是掌握确定方法。下面介绍一些有机物分子式和结构式的求解思路、方法等,供学习参考。
一、求解思路
确定途径可用下图表示:
确定有机物分子式和结构式的基本思路:
二、分子式的确定
1.直接法
如果给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比(或百分比),可直接求算出 1 mol气体中各元素原子的物质的量,推出分子式。
密度(或相对密度)——→摩尔质量——→1 mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式.
例1.某链烃含碳87.8%,该烃蒸气密度是相同条件下H2密度的41倍。若该烃与H2加成产物是2,2—二甲基丁烷,写出该烃的结构简式。
解析:由加成产物的结构反推原不饱和烃的结构。
(1)求分子式:
Mr=41×2=82 n(C)∶n(H)=
设分子式为(C3H5)n (12×3+5)n=82 n=2,
∴分子式为C6H10。
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设该烃的分子式为CxHy,其燃烧的化学方程式为:
CxHy +(x+y/4)O2xCO2+y/4H2O Δ V
1 x+y/4 x 1+y/4
20 mL 40 mL 50 mL
解得:x=2, y=6 。故该气态烃的分子式为;C2H6。
三、结构式的确定
1.通过定性或定量实验确定:物质的结构决定性质,性质反映结构。由于有机物存在同分异构体,确定物质的结构,主要是利用该物质所具有的特殊性质来确定物质所具有的特殊结构,即通过定性或定量实验来确定其结构式。主要确定该物质的官能团,以及官能团所处的位置。
2.通过价键规律确定:某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则可直接由分子式确定其结构式。如C2H6,根据碳元素为4价,氢元素为1价,碳碳可以直接连接,可知只有一种结构:CH3—CH3;同理CH4O,由价键规律,CH4O也只有一种结构:CH3—OH。确定有机物结构式的一般步骤如下:①先确定有机物的分子式,;②根据分子式,依据化合价书写可能的结构式;③通过实验检测出的数据计算或依据其特殊的化学性质来确定其结构式。